[發明專利]一種選育對馬鈴薯Y病毒持久抗性的煙草植物的方法

有效

• 申請號: 201811077927.X
• 申請日: 2018-09-16
• 公開（公告）號: CN109371054B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 劉勇;黃昌軍;宋中邦;于海芹;王丙武;李正和
• 申請（專利權）人: 云南省煙草農業科學研究院
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12Q1/6895;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明涉及一種獲得對馬鈴薯Y病毒持久抗性(Durable resistance)煙草植物的方法，將煙草植物包含的eIFiso4E?T基因敲除(Knockout,KO)，獲得eIFiso4E?T^KO突變體，并將上述突變體與抗PVY野生型病毒的va或eifiso4e?t^KO基因聚合，可獲得煙草對PVY的持久抗性(durable resistance)。本發明所述的方法對于培育抗PVY煙草具有重大應用前景。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，進一步屬于煙草生物技術育種領域，具體涉及一種聚合eIFiso4E-T基因突變體和eIF4E1基因突變體、獲得持久抗馬鈴薯Y病毒的煙草植物的方法。

背景技術

馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)是馬鈴薯Y病毒屬(Potyvirus) 的典型成員，主要危害茄科(Solanaceae)作物，是世界十大經濟損失嚴重的植物病毒之一(Scholthofet al.,2011)，也是病毒研究中重要的模式病毒。PVY主要危害馬鈴薯、煙草、番茄和辣椒等茄科作物，近年來PVY已經上升為煙草上的主要病害，位列十大煙草侵染性病害名單前列(陳瑞泰等,1997；劉勇等,2006)。在同科作物相鄰種植的農田生態下，控制一種作物上PVY的發生不僅有利于該作物的病害防治，也有利于其他作物的病害治理。PVY在田間由蚜蟲非持久性傳播。由于蚜蟲發育周期短、繁殖力強和易產生抗藥性，利用化學藥劑防治媒介昆蟲來治理該病害效果有限，因此，種植PVY 抗病品種依然是防控PVY最根本、最經濟有效的手段；而對抗病品種的要求是抗性高且抗性持久。

煙草作為重要的經濟作物和植物研究重要的模式作物，有關PVY 抗性資源鑒定、抗病育種和病原調查鑒定研究較多。其中通過X-射線誘變獲得的va基因抗病資源，已廣泛應用于選育煙草抗病品種。煙草Va位點上的eIF4E1基因(有的文獻縮寫為eIF4E-1，GenBank序列登錄號KF155696)缺失或突變導致煙草產生針對PVY的抗性(劉勇等，2013；Julio等，2014)。證據表明eIF4E1蛋白能和PVY的 VPg蛋白互作從而起始病毒功能蛋白的翻譯，是PVY侵染植物必需的植物寄主因子。

PVY利用病毒編碼的無校正功能的RNA聚合酶復制，RNA病毒基因組復制錯誤率估計為10^-4-10^-5(Drake等,1998)，病毒復制產生的基因組突變和株系之間的重組導致病毒基因組多樣性高，因此通常被描述為“動態群體(dynamic populations)”(Domingo,2002)。在va 基因選擇壓力下，在廣泛種植va抗病煙草品種的法國、巴西等國已經發現可克服va抗性的PVY分離物，并在田間快速上升，在部分田塊已經完全失去了對變異病毒的抗性(Lacroix等，2010；2011；2012)。中國連續多年的田間病害調查和溫室內連續繼代接種中也發現了可克服va抗性的PVY分離物(簡稱PVY^vaB)，表明在種植va抗病煙草品種的大田中有PVY再次爆發的風險。因此發掘針對抗性突破株系PVY^vaB的抗病基因資源尤為必要。

PVY野生型病毒(以PVY^WT表示)的VPg蛋白第101位和第105 位氨基酸的點突變可克服va抗性(Masuta et al.，1999；Lacroix et al., 2011；Janzac et al.,2014，)PVY和同屬其他病毒的VPg蛋白可與寄主不同的eIF4E家族成員互作(Ruffel等，2004；Gauffier等,2016)。本發明申請人提出如下假說：在缺失eIF4E1基因的普通煙草(va) 或者eIF4E1蛋白失去功能的煙草中，抗性突破株系PVY^vaB轉而與煙草eIF4E家族其他某個成員互作，完成侵染循環，同時敲除eIF4E1和該成員有望獲得PVY持久抗性的育種材料。聚合eif4e1突變材料和該成員突變材料，可獲得持久的新抗PVY基因資源和抗病材料。該發明對茄科作物煙草、馬鈴薯、辣椒、番茄抗PVY育種具有重要的借鑒作用。

發明內容